化学与材料科学领域Top10热点前沿、Top3新兴前沿

导读

2024年11月27日，科睿唯安与中国科学院联合发布《2024研究前沿》报告，遴选和展示自然科学和社会科学的11大学科领域中的热点前沿和新兴前沿。今年的报告遴选出125个研究前沿，包括110个热点前沿和15个新兴前沿。报告帮助科研人员、科研管理者和政策制定者洞察科研动向，以有限的资源来支持和推动科研进步。

1、化学与材料科学领域-Top 10热点前沿

化学与材料科学领域Top 10热点前沿主要分布在能源化学、催化与表界面化学、材料化学等研究方向。能源化学方向有四项，太阳能电池、燃料电池、液流电池、金属离子电池各有一项入选。催化与表界面化学方向有三项，过渡金属催化、电催化和吸附材料各有一项入选。材料化学方向有两项，均与发光材料相关，分别为碳量子点发光材料和有机窄谱带发光材料。此外，镧系单分子磁体研究也进入了榜单。

1.1 重点热点前沿――“水系锌离子电池无枝晶锌金属负极设计”

水系锌离子电池因金属锌的 储量丰富、环境友好、理论电容量 高（820 mAh/g）、氧化还原电位 低（-0.762 V vs 标准氢电极）和水 系电解液的本征安全性等优势，在 大规模储能领域具有广阔的应用前 景。然而，锌金属负极存在枝晶生 长、腐蚀、析氢等问题。特别是锌 枝晶的生长不仅会导致电池内部短 路，而且会促进腐蚀、析氢等副反应的发生，是限制高性能水系锌离 子电池发展的主要瓶颈。

1.2 重点热点前沿――“吸附式大气集水研究”

水是生命之源，然而世界三分 之二的人口面临缺水压力。而且， 许多面临水资源短缺的国家都是 内陆国家，难以使用海水淡化的方 法获取淡水。虽然空气中存在大量 水蒸气，但通过结露技术集水非常 耗能且不切实际，尤其是在相对湿 度较低的地区。相比之下，基于吸 附的太阳热能驱动的大气集水技 术能够在低湿度条件下捕获水蒸 气，是一种解决干旱、内陆、偏远地区水资源短缺问题的有效方法。

2、化学与材料科学领域-新兴前沿

在化学与材料科学领域共有3项研究入选新兴前沿，涉及有机太阳能电池、有机晶体管、锂金属电池三个 方向。

2.1 重点新兴前沿――“有机电化学晶体管”

作为一种基于有机混合离子电子导体的晶体管技术，有机电化学晶体管具有高灵敏度、快速响应速度、低工作电压、高跨导、良好 的生物相容性等优点，在逻辑电路、 传感器件、健康检测和仿生电子等领域具有良好的应用前景。

3、化学与材料科学领域-研究前沿热度

在化学与材料科学领域，中国的研究前沿热度指数得分为29.48分，整体优势明显。美国得分为9.72分， 排名第二，虽与中国相比得分相差较多，但仍远远超过其他国家/地区。韩国、德国和英国得分分别是3.10、 2.53 和 2.44，排名第三、四和五名。中国和美国在7 个指标上分列第一和第二名。

来源：科睿唯安